[分享]翼缘和腹板宽厚比等级不一致,如何考虑截面塑性发展系数

时间: 2020-07-30 18:32 阅读:

总工讲堂交流问题:
如果翼缘S3级,腹板S5级,有人说按S5级考虑截面塑性发展系数,但是个人理解:截面塑性发展,是翼缘达到屈服强度,腹板也有部分进入屈服状态,但又没办法量化腹板塑性发展的影响,所以给了一个塑性发展系数……所以真的搞不懂为什么要和腹板扯在一起,翼缘是主力,腹板只是帮忙的,难道不是按老规范只考虑翼缘的作用吗?……
《钢结构设计规范》GB 50017-2003  
4.1.1 在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条),其抗弯强度应按下列规定计算:
翼缘和腹板宽厚比等级不一致,如何考虑截面塑性发展系数_1
式中 MxMy——同一截面处绕x轴和y轴的弯矩(对工字形截面:x轴为强轴,y轴为弱轴);
         WnxWny——对 x 轴和 y 轴的净截面模量;
         γxγy——截面塑性发展系数;对工字形截面,γx=1.05,γy=1.20;对箱形截面,γxγy=1.05;对其他截面,可按表5.2.1采用;
         f—一钢材的抗弯强度设计值。
   当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于翼缘和腹板宽厚比等级不一致,如何考虑截面塑性发展系数_2 而不超过翼缘和腹板宽厚比等级不一致,如何考虑截面塑性发展系数_3时,应取γx=1.0。fy为钢材牌号所指屈服点。
   对需要计算疲劳的梁,宜取γxγy=1.0。
我们可以看到,《钢结构设计规范》GB 50017-2003规定,只要受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比满足要求,就可以考虑截面塑性发展系数,但《钢结构设计标准 》 GB 50017-2017对此进行了修正:
 《钢结构设计标准 》 GB 50017-2017  
6.1.1  在主平面内受弯的实腹构件,其受弯强度应按下式计算:
式中:Mx、My――同一截面处绕x轴和y轴的弯矩设计值(N・mm);
    Wnx、Wny――对x轴和y轴的净截面模量,当截面板件宽厚比等级为S1、S2、S3或S4级时,应取全截面模量,当截面板件宽厚比等级为S5级时,应取有效截面模量,均匀受压翼缘有效外伸宽度可取15εk倍翼缘厚度,腹板有效截面可按本标准第8.4.2条的规定采用(mm3);
    γx、γy――截面塑性发展系数,应按本标准第6.1.2条的规定取值;
    f――钢材的抗弯强度设计值(N/mm2)。
6.1.2  截面塑性发展系数应按下列规定取值:
    1  对工字形和箱形截面,当截面板件宽厚比等级为S4或S5级时,截面塑性发展系数应取为1.0,当截面板件宽厚比等级为S1、S2及S3时,截面塑性发展系数应按下列规定取值:
    1)  工字形截面(x轴为强轴,y轴为弱轴):γx=1.05,γy=1.20;
    2)  箱形截面:γx=γy=1.05。
    2  对其他截面可按本标准表8.1.1采用。
    3  对需要计算疲劳的梁,宜取γx=γy=1.0。
新钢标对于腹板的高厚比,也统一称为宽厚比,只有当截面板件宽厚比(包括翼缘和腹板)都满足要求时,才可以考虑截面塑性发展系数,如果只有翼缘为S3及以上等级,但腹板为S4或S5级,则受弯时腹板在刚好达到或还未达到边缘屈服时,就会发生局部屈曲,同样无法实现截面的塑性强化。
实际工程中腹板和翼缘宜匹配,即宜采用构件翼缘宽厚比和腹板高厚比等级一致,避免出现过大板件宽厚比等级差异。

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